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News/태양광-태양열

[취재] 대한민국 태양광 산업, 전문가에게 전망을 묻다

by R.E.F. 17기 심유진 2020. 9. 6.

대한민국 태양광 산업, 전문가에게 전망을 묻다

 

대학생신재생에너지기자단 17기 심우빈, 심유진

 

올 여름 폭우로 인한 태양광 발전시설 피해, 그 해결책은?

 올해 폭우는 역대 한반도를 강타한 장마 중 기록적인 수준을 보였다. 이로 인해 수몰·침수 문제와 토사 유실로 인한 산사태 피해가 곳곳에서 보고되면서, 산지에 설치한 태양광 발전시설의 피해를 막기 위한 방비 및 관련 계획 수정이 요구되고 있다. 특히 이렇게 산지에 설치돼있는 태양광 시설은 산사태로 인한 붕괴 위험, 붕괴로 인한 인근 민가 피해도 우려되는 상황이다.

 

[자료1. 폭우에 무너진 태양광 발전시설]

출처: 뉴시스

 

 그러나 폭우로 인한 실제 태양광 시설의 피해는 전체의 1.1%에 불과했다. 따라서 일부 기사들이 폭우로 무너진 태양광 시설을 통해 태양광과 같은 신재생에너지 자체에 무분별한 비난을 쏟아낸 것은 특정한 정치·경제적 이득으로 해석될 수도 있다. 그러나 이번 폭우는 평년적인 강우패턴을 벗어난 이상 기후 현상에 해당되므로, 앞으로 심화될 기후변화와 피해 정도를 예상해 대비하기 위해 태양광 발전 시설에 대책이 필요한 시점이다. 나아가 궁극적으로 우리가 태양광 에너지를 사용하는 이유는 기후변화를 야기하는 화석연료의 사용을 줄이기 위해서이다. 그렇기 때문에 우리는 태양광 산업을 발전시키기 위해 노력해왔고, 산지 태양광 또한 그러한 노력의 결과였다.

물론 산지에 설치하는 태양광은 폭우와 같은 자연재해에 취약하다는 문제가 있다. 그러나 좁은 국토를 가진 대한민국의 상황으로는 산지 태양광 설치가 불가피하다고 여겨져 왔다. 그렇다면 앞으로의 태양광은 어떻게 발전해야 할까? 그 해답을 건국대학교 전기전자공학부 안형근 교수님을 만나 들어보았다.

 

태양전지, 어떻게 발전해왔고 어떻게 발전할 것인가?

 안형근 교수님께서는 태양광의 미래에 대해 알아보기 위해서, 먼저 태양광 산업이 어떻게 발전되어 왔는지 되짚어 보아야 한다고 하셨다. 우선 태양전지의 기본이 되는 반도체는 1954년 미국의 Bell 연구소에서 개발되었다. 그 당시 개발된 반도체의 단점을 보완하여 현재 실리콘을 재료로 하는 반도체를 만들 수 있었다. 그 반도체를 통해 태양광 셀을 만들어 태양광 발전이 가능해진 것이다. 1954년 당시 벨연구소가 결정성 실리콘을 통해 만든 최초의 태양전지는 4%만의 효율을 가졌다. 2020년 현재, 태양전지는 평균적으로 21%, 최대 24~25%까지의 효율을 가질 수 있게 발전하였다.

 

[자료 2. 태양전지에 대해 설명하시는 안형근 교수님]

출처: 대학생신재생에너지기자단

 

 2011년 개발된 태양전지는 12.85% 정도의 효율을 가졌다. 그리고 현재 개발된 태양전지는 24% 정도의 효율을 가질 정도로 발전하였다. 그러나 실리콘이라는 물질을 통해 만들어진 태양전지는 과학적으로 최대 28%까지의 효율을 낼 수 있다. 따라서 남은 4~5%의 효율을 끌어올리고 난 후의 차세대 태양전지는 28%의 효율적 한계를 뛰어넘어야 한다. 안형근 교수님은 이를 위해 차세대 태양전지가 형태의 변형, 반도체 원재료의 변화 등을 추구해야 한다고 하셨다. 현재 개발된 화합물 반도체로는 GaAs 등이 있다.

 

차세대 태양광 시설의 목표는?

 이번 폭우로 인해 산지 태양광발전시설에 많은 피해가 있었고, 나아가 일각에서는 산지 태양광발전시설이 산사태의 원인이 되었다는 의견이 있었다. 그러나, 산림청 관계자에 따르면 실제로 이번 폭우로 피해를 입은 산지 태양광발전시설은 8건에 불과하고, 또한 산지 태양광발전시설과 산사태 면적 사이의 뚜렷한 상관관계는 없다고 한다.

 그렇지만, 안형근 교수님께서는 산지에 태양광은 설치하지 않는 것이 바람직하다고 하셨다. 나아가, 현재 산지 태양광발전시설의 경사각에는 15도 제한이 있는데 이 각도 또한 더 줄였으면 좋겠다고 하셨다. 산지를 개발할 때의 자연환경 파괴가 너무 크다는 것이 그 이유다. 그러나 각도를 줄이게 되면 환경에 대한 가중은 덜하지만, 태양광 발전 효율은 낮아지므로 안전을 생각해 각도를 줄여서 설치한 태양광 발전시설에는 안전지원보조금 등을 활용하면 좋겠다고 덧붙이셨다. 물론 대한민국의 국토는 70%가 산지이므로 산지를 활용한다는 것은 효율적인 생각일 수 있다. 그러나 아무래도 산지에 지으면 산지 환경에 영향을 끼쳐 붕괴가 될 확률이 많다. 따라서 산지 이외의 충분한 유휴공간을 활용하는 방안을 제안하셨다.

 

태양광 고속도로

 위와 같은 유휴공간 활용의 구체적인 예시로는 태양광 고속도로가 있다. 현재, 대한민국 고속도로의 유휴공간은 1439만에 달한다. 이렇게 넓게 존재하는 유휴공간에 태양광 시설을 설치한다면 굳이 산을 파괴할 필요가 없다.

 

[자료3. 태양광 고속도로]

출처: 오마이뉴스

 위의 사진은 대전-세종 고속도로에 설치된 태양광 시설이다. 이처럼 태양광 발전이 활성화된다면, 환경 파괴 없이도 효율적 발전이 가능할 것이다. 실제로, 고속도로의 휴게실, IC, 터널 등을 활용해 태양광 발전을 하려는 노력이 진행 중이므로 더 많은 지원을 통해 유휴공간 활용을 활성화시켜야 할 것이다.

 

빌트인 시설

 두 번째로는 건축의 시작단계에서부터 태양광 시설을 미리 설계하고 설치하는 빌트인 시설의 활용이다. 건물을 디자인하고 빌드업(Build-up) 할 때부터 태양광 설치를 고려하는 빌트인 시설을 활용하게 되면, 미리 지어진 건물에 태양광 시설을 설치하는 것보다 효율적으로 면적을 활용할 수 있다. 건물 벽체를 활용한 벽체 태양과, 비어있는 옥상에 태양광을 설치하는 옥상 태양광이 그 예시이다. 이러한 빌트인 태양광 설치로 시작되는 건축 산업과 태양광 산업의 협업(Collaboration)이 바로 RE100으로 향하는 첫걸음이 될 것이라고 교수님은 덧붙이셨다.

[자료 4. BIPVkorea 사의 벽체 태양광]

출처: 에이빙뉴스

 

 벽체 태양광은 건물일체형 태양광(BIPV, Building Integrated Photovoltaic System)으로 불리는데, 이는 전기 생산이 가능한 건축물 외장재로서 별도의 설치장소가 필요 없고 건축물 미관이 고려되는 신기술, 신제품이다. 이미 정부는 2019년 2019년 신재생에너지 보급지원사업 주요 개편내용을 통해 일반 태양광에 비해 아직 경제성을 갖추지 못한 BIPV 태양광 설치비를 70% 지원하도록 하고 있다. 벽체 태양광과 옥상 태양광 같은 빌트인 시설이 일상으로 자리매김한다면, 언젠가는 모든 건물이 자가발전을 할 수 있게 된다. 한 건물에서 쓰이는 전력에너지가 그 건물에 설치된 신재생에너지 발전시설에서 나온다면 탄소 배출은 제로(0)가 된다. 안형근 교수님께서도 미래의 에너지 발전 이런 자가발전의 형태를 추구해야 한다고 하셨다.

 이번 기사를 통해 안형근 교수님께서 제시하신 대한민국 태양광 산업의 미래에 대해 정리해 보았다. 이 외에도 대학생신재생에너지기자단이 태양광과 관련해 궁금했던 내용들을 직접 교수님께 여쭈어보았고, 다음 기사를 통해 그 답변들을 정리하여 다뤄 볼 예정이다.

 

댓글17

  • 산지말고 또 다른 유휴공간이 필요하다는 의견에 공감됩니다!
    최근 야외 주차장에 태양광 패널을 설치하여 그늘막 제공+효율적인 공간 활용으로 호평을 받았다는 소식을 봤습니다.
    앞으로 우리나라의 태양광 발전 사업이 더 나은 방향으로 나아가면 좋겠네요🤗🤗
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  • 직접 취재까지 하시다니 정말 멋있습니다!!
    우리나라는 산지가 많아 어쩔 수 없이 산지태양광이 늘어날 수 밖에 없었지만
    미관상에도 좋지 않고, 무엇보다 환경 파괴 때문에 좋지 않은 인상을 주었던건 사실이었습니다.
    태양광 발전은 BIPV나 유휴공간 설치로 나아가야한다는 교수님 말씀에 적극 공감합니다.
    다음 기사가 정말 기대됩니다! 발벗고 나서준 유진기자님과 우빈기자님 감사합니다:)

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  • R.E.F. 18기 오연지 2020.09.08 11:54

    태양광 고속도로가 이미 설치되어 있다는 사실을 알게 되었습니다.
    패널이 고속도로에 생각보다 많이 노출되어 보이는데, 교통사고 발생 시 추가 피해 요인은 없는지 궁금점이 생기네요!
    찾아내지 못한 유휴공간이 많이 발견되어 자연훼손 방지와 태양광 발전 두 가지 모두에 도움이 되었으면 하는 바람입니다 : )
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  • 직접 취재하러 나가신 열정에 박수를 보내드립니다! 태양광 시설이 공간이 많이 필요하다는 그런 주장에 반박을 가할만한 좋은 자료라고 느낍니다. 공간을 태양광을 위해서 창출하는 것이 아니라 효율적으로 자투리 공간을 활용할만한 여러 방안들이 나오면 더 상용화되기 좋을 것 같습니다.
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  • R.E.F 18기 김도희 2020.09.08 20:38

    자연에게 최대한 피해를 주지 않으면서 최대한 면적을 활용할 수있는 방법이 많이 나오고 있어서 다행인거 같아요! 건물일체형 태양광도 면적활용의 노력의 일환으로 너무 좋은 아이디어 인거 같아요! 태양광의 미래에 대한 교수님의 의견들도 너무 잘 들었습니다 : ) 좋은 기사 감사합니다!!
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  • 유휴공간 활용, BIPV빌딩과 같은 방법들에 대한 도전이 필요할 것 같습니다. BIPV빌딩과 관련해 업계측의 수지타산이 맞지 않는다고 들었던 기억이 나는데, 정부에서 지원을 해주고 있다는 사실은 처음 알게되었습니다. 교수님의 명쾌한 답변을 통해 다른 궁금증들도 많이 해결되었습니다. 감사합니다!
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  • 지난 그린엑스포에서 태양광 관련 사업을 하는 기업에게 이와 비슷한 문제를 문의 드린 적이 있습니다. 산지 훼손이란 문제로 태양광 발전을 주거, 수중에 결합한다고 답변받았었는데, 이번 기사를 통해 전문가의 의견은 대부분 동일함을 느끼고 갑니다. 태양광 도로는 고속도로 바닥에 설치하는 것으로 알고 있었는데 저렇게 유휴공간을 활용할 수도 있군요 ㅎㅎ 자연을 훼손하지않고 눈에 띄지않는 곳에 설치하니 고속도로가 적절한 장소인 것 같네요! 잘 읽었습니다
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  • R.E.F. 18기 이유나 2020.09.09 11:21

    올해 폭우가 너무 심해서 태양광 시설 피해가 심하다고 알고 있었는데, 다행히도 생각보단 피해 규모가 크지 않아서 다행이네요! 그러나 산지에 설치하는 것에 대해 여전히 위험성이나 환경 파괴 등의 문제가 있기 때문에, 계속해서 다른 공간을 찾아 봐야 할 것 같습니다. 그 중 하나로 고속도로의 유휴공간을 활용한 태양광이 있다는 게 흥미롭네요. 유익한 기사 감사합니다!
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  • 폭우에 의한 피해 사례를 인터넷 기사로 많이 접했었는데, 전체 통계적으로는 큰 피해가 아니기에 다행이네요.
    환경파괴에 대한 딜레마를 해결하기엔 아직 시간이 필요하겠지만 국내의 유휴공간을 잘 이용하면 우리나라에 적합한 형식의 태양광 산업이 구축될 수 있으리라 생각합니다.
    유익한 기사 감사합니다!
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  • R.E.F. 18기 이지수 2020.09.09 14:16

    학교도 가지 않는 요즘 취재를 나가시는 열정, 신입부원으로 본받고 싶습니다. 산지의 경사도와(위험성) 태양광판의 효율이 반비례한다는 사실은 새롭게 알게 되었는데 이번 사례와 같은 수해로 인해 받을 피해를 생각하면 장기적인 관점에서 보다 안전성을 추구하는 것이 옳다고 생각합니다. 들어간 정성이 눈에 보이는 기사! 잘 읽었습니다~
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  • 유휴공간 확보가 중요하다는 것을 다시 한 번 깨닫게 되었습니다. 특히 태양광 고속도로는 공간활용에 있어서 아주 효과적일 것 같다는 생각이 드네요! 다만 송전과 배전 문제를 함께 해결해야 할 것 같다는 생각도 듭니다. 좋은 기사 잘 읽었습니다!
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  • 우리나라에 알맞은 태양광 발전 방법을 잘 소개해주셔서 감사합니다! 저도 다른 태양광 발전 선진국과 다르게 우리나라는 산지가 많고 건물 밀집도도 높아 태양광 발전에 조금 다른 시각을 적용해야한다고 생각해오곤 했습니다. 기존의 산지를 깎아 패널을 설치하는 방식이 환경파괴나 미관훼손, 산사태 위험과 같이 국민 인식이 부정적인 현 상황에 기사에 소개된 방식들처럼 태양광 발전 확대에 다양한 길이 열렸으면 좋겠습니다.
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  • 취재열정이 정말 대단하십니다! 태양광발전을 위해 산림을 훼손해야 하는 것이 항상 딜레마라고 생각했었는데 태양광 고속도로같이 유휴공간을 잘 활용할수도 있군요! 열정넘치는 기사 잘 읽었습니다!
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  • 태양광 설치로 인한 산림훼손으로 더 많은 산사태가 일어났다고 생각했는데 아니군요. 산지를 벗어나 태양광을 설치할 다른 유휴공간을 찾는다니 태양광이 현명한 선택인것 같습니다. 근데 태양광도로의 경우 먼지가 쌓이면 청소를 어떻게 해야하는지도 궁금하네요. 그런데다가 구조재의 인성,강도도 향상 되어야할것같은데 소재개발까지 하다보면 배보다 배꼽이 더 커지지않을까요? 개인적으로 고속도로보다는 고속도로옆 바람막을 활요하는게 좋지않을카요?
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  • 취재기사를 통해 전문가의 말씀을 들어볼 수 있어서 좋았습니다. 태양광 고속도로는 빈 공간을 활용한다는 점에서 좋은 아이디어인 것 같네요. 벽체 태양광 발명에 대한 기사를 읽었었는데, 기존의 태양광 패널의 파란 색에서 벗어나 다른 색의 디자인도 가능하게 되었다고 합니다. 우리의 삶 속에 태양광 패널들이 자리해 외관도 해치지 않고 환경에도 도움이 된다면 좋을 것 같습니다.
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  • 오랜만에 접하는 취재기사네요! 얼마전에 저도 인터넷에서 해외 사례를 가져다놓고 우리나라 산지의 태양광 시설로 인해 산사태가 벌어졌다는 오보 글을 봤었던 기억이 나네요. 우리나라는 산지가 많아서 태양광 설치시 산지를 잘 활용해야 한다는 것은 알고 있었지만, 환경보존과 효율성을 모두 얻기 위해 최적의 각도 설정과 여러 보조정책이 필요하다는 것을 새로이 깨달을 수 있었어요. 영농형 태양광, 고속도로 사이를 활용한 태양광 패널 등 여러 시도를 통해 태양광이 유휴공간을 잘 활용하면서도 효율적이라는 인식이 널리 퍼졌으면 합니다.
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  • R.E.F 18기 최별 2020.09.09 23:09

    제 전공으로 인해 태양전지나 반도체는 관심이 많은 분야여서 정말 관심 있게 읽었습니다. 특히 가독성이 좋은데다가 직접 취재하신 내용이기에 몰입해서 읽기 충분한 기사였던 것 같습니다.

    빌트인 태양전지의 설치는 학생 때부터 정말 흥미를 가지고 있던 내용인데 이렇게 기사를 통해 접해서 굉장히 반가웠습니다. 부족한 수지타산으로 인해 상용화는 아직 먼 일이라고만 알고있었는데 정부가 보조금을 지원 한다니! 몰랐던 점을 새롭게 알 수 있었습니다.

    또한 빌트인과 함께 유휴공간을 활용한다는 점은 태양광 발전의 가장 큰 단점으로 언급되던 공간 소모를 해결할 수 있는좋은 대체방안인 것 같습니다. 자투리 공간을 잘 활용해서 태양광 발전과 산지보호 모두를 일거양득할 수 있는 나날이 하루 빨리 도래되었으면 합니다. :)

    심유진님, 심우빈님 좋은 기사 작성하시느라 고생많으셨습니다! 감사합니다 :-)
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